课题基金 / 基金详情

铁硒基高温超导磁通和杂质束缚态的高分辨STM研究

批准号:
12104094
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张天真
依托单位:
学科分类:
拓扑凝聚态体系
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张天真

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
马约拉纳零能模服从非阿贝尔统计,对实现拓扑量子计算具有重要的应用价值,是当前凝聚态领域的研究前沿之一。铁硒基超导(Li1-xFex)OHFeSe体系的磁通中心发现了鲁棒的马约拉纳零能模及其量子化电导平台。该体系超导能隙大,零能与非零磁通束缚态能量间隔大而易于区分,是研究零能模的理想研究平台。因此,本项目基于该体系提出,利用高能量分辨STM技术,通过研究磁通束缚态中零能模在空间分布上的自旋极化特性,以及研究磁通间相互作用或杂质态对零能模的影响,更多地揭示马约拉纳零能模的物理特性,并利用自旋极化STM技术直接探测杂质的磁性特征,预期获取该体系中超导配对对称性的重要信息。
英文摘要
Majorana Zero Mode(MZM) obeys the Non-Abelian statistics, so it provides potential application in quantum computing, and it becomes a hot spot in the condensed matter area. In the vortex core of FeSe-based superconductors (Li1-xFex)OHFeSe, robust MZM and its quantized conductance plateau has been discovered. (Li1-xFex)OHFeSe has large superconducting gaps, and the energy spacing is large between zero mode and non-zero mode, which makes it an ideal platform for zero mode study. Thus, this project proposes to use the high-resolution STM, to explore the spin-polarized property of MZM on spatial distribution, and to study the how the interaction of vortices or the impurity states influence the zero mode, in order to reveal more special physical properties of MZM. Furthermore, this project will try to use spin-polarized STM to study the magnetic property of impurity directly, aiming to obtain important information of superconducting pairing symmetry of (Li1-xFex)OHFeSe.
本项目利用高能量分辨扫描隧道显微技术(STM), 对铁硒基超导材料(Li,Fe)OHFeSe中的磁通和杂质束缚态分别展开了详细地研究。对于磁通束缚态,我们发现非零能态展现出清晰的振荡,其振荡周期对应于体能带的费米波长;而零能模没有出现这种振荡。这表明零能模不是来自体能态,而是很可能来自具有更大费米波长的拓扑表面态。此外,两个最低能级的磁通态的振荡相位相反,且正能量的态在磁通中心具有局部最大强度。我们结合两带模型理论计算,阐明了该实验结果可以提供有关 (Li1-xFex)OHFeSe 配对对称性的信息,即我们认为该体系更符合s++波的超导配对。同时,我们研究了(Li1-xFex)OHFeSe中的本征杂质Fe空位引入的杂质束缚态。我们重点研究了杂质态的空间分布以及对外加磁场的响应:我们观测到两对强劲的超导能隙共振峰,利用YSR波函数对其拟合,可以得到清晰的相位-能量关系;YSR峰在外加磁场下发生能量劈裂,并且劈裂大小存在磁场各向异性;结合NRG理论计算,我们发现此杂质态行为跟非屏蔽的磁性杂质(自旋S=2)的行为吻合。最后, 我们成功在STM钨针尖上覆盖磁性薄膜材料获取自旋极化的针尖,并Cr(001)面上首次从实空间中观测到自旋密度波和电荷密度波的共存。
一维碳纳米结构中新奇量子态的STM研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    张天真
  • 依托单位:
国内基金
海外基金